(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝により区画された陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
前記主溝の内方域に、その主溝の溝底部に沿って断面Ｕ字状に湾曲した補強材を埋設するとともに、前記主溝に隣接した前記陸部の内方域では前記補強材を欠落させ、
前記補強材の両端部が、前記主溝の最深端からトレッド面側に主溝深さの１５〜３５％の範囲に配置されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝により区画された陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
前記主溝の内方域に、その主溝の溝底部に沿って断面Ｕ字状に湾曲した補強材を埋設するとともに、前記主溝に隣接した前記陸部の内方域では前記補強材を欠落させ、
前記補強材が、実質的にタイヤ周方向に延びるコードを含んだプライからなり、タイヤ幅方向外側の主溝に対応した前記補強材では、タイヤ幅方向内側の主溝に対応した前記補強材よりもコードが密に配されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝により区画された陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
前記主溝の内方域に、その主溝の溝底部に沿って断面Ｕ字状に湾曲した補強材を埋設するとともに、前記主溝に隣接した前記陸部の内方域では前記補強材を欠落させ、
前記補強材が、実質的にタイヤ周方向に延びるコードを含んだプライからなり、前記補強材のタイヤ幅方向外側部分ではタイヤ幅方向内側部分よりもコードが密に配されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付け、主溝の形成箇所に凹溝を有するトレッドゴムの半製品を形成する工程と、
前記凹溝の溝底部に湾曲した補強材を配設し、その補強材を被覆するようにゴムリボンを更に巻き付けて、トレッドゴムの仕上げ断面形状を得る工程と、
加硫成形時に、前記トレッドゴムの表面にモールドの突起を押し当てて主溝を形成する工程と、を備える空気入りタイヤの製造方法。
【請求項５】
前記補強材が、実質的にタイヤ周方向に延びるコードを含んだプライからなり、
ゴムで被覆した１本又は複数本の前記コードを、前記凹溝の溝底部に沿って湾曲させながら螺旋状に巻き付けることで前記補強材を配設する請求項４に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項６】
前記トレッドゴムの仕上げ断面形状が、前記主溝の形成箇所に、前記凹溝よりも浅い浅溝を有する請求項４又は５に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッド部の剛性を高めて操縦安定性能を改善した空気入りタイヤと、その空気入りタイヤの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、空気入りタイヤのトレッド面には、雨天走行時における排水性を高めるなどの目的で、タイヤ周方向に沿って主溝が延設されており、その主溝によって複数の陸部が区画されている。陸部は、タイヤ周方向に連続して延びるリブ、或いは複数のブロックにより構成され、後者の場合には、主溝に交差する方向に延びた横溝によって陸部がタイヤ周方向に分断される。これらの溝により、トレッド面には、要求されるタイヤ性能や使用条件に応じた各種のトレッドパターンが形成される。
【０００３】
トレッドパターンのうち特に主溝に係る構成（本数、深さなど）は、トレッド部の剛性に及ぼす影響が大きく、タイヤの操縦安定性能（ハンドリング性能）に少なからず関与する。この点につき本発明者が鋭意研究を重ねたところ、走行中における主溝の溝底部の動きを規制することで、トレッド部の剛性を効果的に高めて操縦安定性能の向上に有効であることが判明した。
【０００４】
下記特許文献１には、主溝の内方域に、タイヤ幅方向に沿って延びる補強層を配設した空気入りタイヤが記載されている。しかし、この補強層は、単に主溝の直下のゴムを補強しているに過ぎず、主溝を拘束し得る形態を有していないため、主溝の溝底部の動きを十分に規制できるものではない。そもそも、当該タイヤでは、トレッド部に設けた補強層によって高周波ロードノイズの低減を図っており、その補強層の配設箇所は、ベルト層とカーカス層との間や、カーカス層とインナーライナーとの間であってもよいとされている。
【０００５】
下記特許文献２には、繊維部材よりなる織布または不織布で構成した補強材をトレッド部に配設した空気入りタイヤが記載されている。この補強材は、トレッド面の全域にわたって設けられ、陸部の内方域では主溝の内方域よりもトレッド面側に位置し、その主溝の内方域では湾曲した形状になっている。しかし、かかるタイヤ構造では、トレッド部の全域を堅固に補強しているため、コーナリング限界を超えたときに陸部の柔軟性を発揮しにくく、ピーキーな挙動を示すという問題がある。
【０００６】
上記の「ピーキーな挙動」とは、コーナリング限界を超えたときに、タイヤが一気に滑り出してしまう様子を指す。コーナリング限界を超えたときには、タイヤが陸部の柔軟性を利用して、路面に対してじわじわと粘りながら滑り出すことが望ましく、それによって操縦安定性能が高められる。したがって、上記のようなピーキーな挙動を防ぎながら、走行中における主溝の溝底部の動きを規制することが重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３５３４５号公報
【特許文献２】特開２００３−２８５６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ピーキーな挙動を防ぎながら、主溝の溝底部の動きを規制して操縦安定性能を改善できる空気入りタイヤと、その空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝により区画された陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、前記主溝の内方域に、その主溝の溝底部に沿って断面Ｕ字状に湾曲した補強材を埋設するとともに、前記主溝に隣接した前記陸部の内方域では前記補強材を欠落させたものである。
【００１０】
上記の空気入りタイヤによれば、主溝の内方域に、その主溝の溝底部に沿って断面Ｕ字状に湾曲した補強材を埋設しているため、主溝の溝底部の動きを十分に規制して、トレッド部の剛性を向上することができる。それでいて、陸部の内方域では補強材を欠落させていることから、コーナリング限界を超えたときでも陸部の柔軟性を発揮して、ピーキーな挙動を防ぐことができる。このように、本発明によれば、ピーキーな挙動を防ぎながら、主溝の溝底部の動きを規制して操縦安定性能を改善できる。
【００１１】
本発明の空気入りタイヤでは、前記補強材の両端部が、前記主溝の最深端からトレッド面側に主溝深さの１５〜３５％の範囲に配置されているものが好ましい。これにより、主溝の溝底部の周りに補強材を的確に配置して、ピーキーな挙動を防ぎつつ、主溝に対する拘束力を確保することができる。即ち、この両端部の配置が、上記の範囲よりもタイヤ内面側に外れると、主溝に対する拘束力が弱くなり、トレッド部の剛性向上の効果が小さくなる傾向にある。逆にトレッド面側に外れると、主溝に対する拘束力が強くなり、ピーキーな挙動を起こしやすい傾向にある。
【００１２】
本発明の空気入りタイヤでは、前記補強材が、実質的にタイヤ周方向に延びるコードを含んだプライからなり、タイヤ幅方向外側の主溝に対応した前記補強材では、タイヤ幅方向内側の主溝に対応した前記補強材よりもコードが密に配されているものが好ましい。コーナリング中はタイヤ幅方向外側の領域に大きな荷重が作用し、該外側領域の主溝が特に動きやすくなる。したがって、本発明の上記構成によれば、コーナリング中に大きな荷重が作用しがちな主溝を堅固に拘束して、操縦安定性能の改善効果を高めることができる。
【００１３】
本発明の空気入りタイヤでは、前記補強材が、実質的にタイヤ周方向に延びるコードを含んだプライからなり、前記補強材のタイヤ幅方向外側部分ではタイヤ幅方向内側部分よりもコードが密に配されているものが好ましい。コーナリング中はタイヤ幅方向外側の領域に大きな荷重が作用し、主溝のタイヤ幅方向外側部分が特に動きやすくなる。したがって、本発明の上記構成によれば、コーナリング中に大きな荷重が作用しがちな主溝のタイヤ幅方向外側部分を堅固に拘束して、操縦安定性能の改善効果を高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付け、主溝の形成箇所に凹溝を有するトレッドゴムの半製品を形成する工程と、前記凹溝の溝底部に湾曲した補強材を配設し、その補強材を被覆するようにゴムリボンを更に巻き付けて、トレッドゴムの仕上げ断面形状を得る工程と、加硫成形時に、前記トレッドゴムの表面にモールドの突起を押し当てて主溝を形成する工程と、を備えるものである。
【００１５】
かかる方法によれば、上記した本発明の空気入りタイヤを簡便に製造することができる。即ち、この空気入りタイヤの製造方法では、主溝の形成箇所となる凹溝に湾曲した補強材を予め配設し、それをゴムリボンで被覆しておくことにより、加硫成形時に主溝を形成する際には、その主溝の内方域に、溝底部に沿って断面Ｕ字状に湾曲した補強材を簡単に埋設することができる。なお、「トレッドゴムの仕上げ断面形状」とは、加硫前のグリーンタイヤの成形に要求されるトレッドゴムの断面形状を指す。
【００１６】
本発明の空気入りタイヤの製造方法では、前記補強材が、実質的にタイヤ周方向に延びるコードを含んだプライからなり、ゴムで被覆した１本又は複数本の前記コードを、前記凹溝の溝底部に沿って湾曲させながら螺旋状に巻き付けることで前記補強材を配設することが好ましい。この場合、凹溝の溝底部に湾曲した補強材を簡便に配設でき、その補強材の幅や打ち込み密度（単位幅あたりのコード本数）などの調整も容易に行うことができる。
【００１７】
本発明の空気入りタイヤの製造方法では、前記トレッドゴムの仕上げ断面形状が、前記主溝の形成箇所に、前記凹溝よりも浅い浅溝を有することが好ましい。これによって、モールドの突起と補強材との間に介在するゴム量が少なくなり、主溝と補強材との相対位置が定まりやすくなるため、加硫成形時に主溝を形成する際には、主溝の溝底部に沿って断面Ｕ字状に湾曲した補強材を容易に配設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図
【図２】図１の要部を拡大した図
【図３】補強材の変形例を説明するための断面図
【図４】補強材の変形例を説明するための断面図
【図５】本発明に係る空気入りタイヤの製造方法の一例を示す断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。図２は、その要部を拡大した図である。
【００２０】
この空気入りタイヤは、一対の環状のビード部１と、ビード部１からタイヤ径方向外側へ延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の外周側端に連なるトレッド部３と、その一対のビード部１の間を補強するカーカス層４とを備えたラジアルタイヤである。カーカス層４は、トロイダル形状をなすカーカスプライからなり、その端部はビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟み込むようにして折り返されている。
【００２１】
カーカス層４のトレッド部３の外周には、たが効果によりカーカス層４を補強するベルト層５が配設されている。ベルト層５は、タイヤ周方向に対して２０〜３０°の角度で傾斜したコードを有する２枚のベルトプライ５ａ，５ｂを有し、各プライはコードが互いに逆向きに交差するように積層されている。該コードの素材としては、スチールコードのほか、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機系繊維が挙げられる。ベルト層５の外周には、必要に応じてベルト補強層を積層しても構わない。
【００２２】
ベルト層５の外周側にはトレッドゴム７が設けられ、その外周面であるトレッド面Ｔｒには、タイヤ周方向に沿って延びる主溝８と、主溝８により区画された陸部９とが設けられている。陸部９は、タイヤ周方向に連続して延びるリブ、或いは複数のブロックにより構成される。後者の場合には、主溝８に交差する方向に延びた横溝により、陸部９がタイヤ周方向に分断される。本実施形態では、トレッド面Ｔｒに片側２本ずつ合計４本の主溝８が形成された例を示す。
【００２３】
この空気入りタイヤでは、主溝８の内方域に、その主溝８の溝底部８ａに沿って断面Ｕ字状に湾曲した補強材１０を埋設するとともに、その主溝８に隣接した陸部９の内方域では補強材１０を欠落させている。補強材１０は、主溝８の延在方向に沿って樋状に延び、ベルト層５からトレッド面Ｔｒ側に離れて配置されている。本実施形態では、補強材１０が全ての主溝８に対応して配設されているが、本発明では、少なくとも１つの主溝８に対応して配設されてあればよい。補強材１０の打ち込み密度としては、１９本／インチが例示される。
【００２４】
上記の如く溝底部８ａを包み込むように補強材１０を埋設していることにより、走行時には主溝８の溝底部８ａの動きを十分に規制して、トレッド部３の剛性を向上できる。しかも、陸部９の内方域を補強していないため、コーナリング限界を超えたときには、陸部９の柔軟性を発揮してピーキーな挙動を防ぎ、路面に対してじわじわと粘るような滑り出しを発現できる。この結果、ピーキーな挙動を防ぎながら、主溝８の溝底部８ａの動きを規制して操縦安定性能を改善することができる。
【００２５】
補強材１０は、実質的にタイヤ周方向に延びるコードＣを含んだプライからなり、平行に配列した複数本のコードＣをゴムコーティングして形成してある。コードＣの素材としては、ナイロンやアラミド、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維が例示され、撚りコードとモノフィラメントコードの何れもが使用可能である。このようなプライで補強することにより、単に溝底部８ａの周辺ゴムを硬くする場合に比べて、走行時における溝底部８ａの動きを強固に規制することができる。
【００２６】
図２に示すように、補強材１０の両端部１０ａ，１０ｂは、それぞれが範囲Ａ内に配置されることが好ましい。この範囲Ａは、主溝８の最深端からトレッド面側に主溝深さＤの１５〜３５％となる範囲であり、例えば、主溝深さＤが８．０ｍｍである場合には、主溝８の最深端からトレッド面側に２．０ｍｍ離れた位置に両端部１０ａ，１０ｂが配される。また、主溝８に対する拘束力を確保するうえで、補強材１０の底内面部１０ｃは、主溝８の最深端からの距離が１．５ｍｍ以内であることが好ましい。
【００２７】
主溝８と補強材１０との間に介在するゴムの厚みは、１〜１．５ｍｍ程度が好ましい。この厚みを１ｍｍ以上にすることにより、補強材１０の主溝８の内面への露出を防ぎ、トレッドゴム７の耐久性を確保できる。また、この厚みを１．５ｍｍ以下にすることにより、補強材１０が主溝８を的確に拘束し、溝底部８ａの動きを規制する効果が高められる。
【００２８】
補強材１０の幅Ｗ１０は、主溝８の幅Ｗ８に対して１７０％以下であることが好ましい。これにより、陸部９の内方域への補強材１０の進出を抑え、ピーキーな挙動を防ぐのに有効な構成となる。なお、主溝８の幅Ｗ８は最深端の深さ位置にて測定されるが、通常は溝底部８ａの隅が湾曲面で形成されていることから、図２に示すように溝壁の延長線を利用して求められる。
【００２９】
図３は、補強材１０の変形例を説明するための断面図であり、（ａ）はタイヤ幅方向外側に位置する主溝８Ａを、（ｂ）はタイヤ幅方向内側に位置する主溝８Ｂを示している。この変形例では、主溝の相対的な位置に応じて補強材１０の打ち込み密度を異ならせており、主溝８Ａに対応した補強材１０では、主溝８Ｂに対応した補強材１０よりもコードＣを密に配している。これにより、コーナリング中に大きな荷重が作用しがちな主溝８Ａを堅固に拘束して、操縦安定性能の改善効果を高められる。かかる構成は、他の主溝８Ｃ，８Ｄについても同様に適用できる。この場合、主溝８Ａ，８Ｄと主溝８Ｂ，８Ｃとの打ち込み密度の比率は２：１が例示され、具体的には主溝８Ａ，８Ｄに対応した補強材１０で３７本／インチとし、主溝８Ｂ，８Ｃに対応した補強材１０で１９本／インチとすればよい。
【００３０】
図４は、補強材１０の変形例を説明するための断面図であり、（ａ）は左側がタイヤ幅方向外側となる主溝８Ａを、（ｂ）は右側がタイヤ幅方向外側となる主溝８Ｄを示している。この変形例では、補強材１０に対して部分的に打ち込み密度を異ならせており、補強材１０のタイヤ幅方向外側部分ではタイヤ幅方向内側部分よりもコードＣを密に配している。これにより、コーナリング中に大きな荷重が作用しがちな主溝８Ａ，８Ｄのタイヤ幅方向外側部分を堅固に拘束して、操縦安定性能の改善効果を高めることができる。かかる構成は、他の主溝８Ｂ，８Ｃについても同様に適用できる。この場合、外側部分と内側部分との打ち込み密度の比率は２：１が例示され、具体的には外側部分で１８本／インチとし、内側部分で９本／インチとすればよい。この外側部分と内側部分の基点は、主溝８の中央（Ｗ８が１／２となる位置）である。
【００３１】
本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に上記の如き補強材を設けること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造などが何れも本発明に採用することができる。
【００３２】
次に、上記の空気入りタイヤを製造する方法について、図５を参照しながらトレッドゴムに関する工程を中心に説明する。なお、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、トレッドゴムに関する工程以外は、従来のタイヤ製造工程と同様にして行うことができる。本発明では、いわゆるリボン巻き工法によってトレッドゴムを形成する。リボン巻き工法では、未加硫のゴムリボンをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けることで、所望の断面形状を有するゴム部材を形成することができる。
【００３３】
まず、回転ドラムなどの基台（不図示）にベルトプライ５ａ、５ｂを巻き付けて、ベルト層５を筒状に配設し、その外周にゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付け、図５（ａ）に示すような凹溝１２を有するトレッドゴムの半製品１１を形成する。この凹溝１２は、主溝８の形成箇所に設けられており、その溝底部１２ａは湾曲した形状になっている。リボン巻き工法によれば、ゴムリボンの巻き付けを調整することで、かかる半製品１１を簡易に形成できる。なお、図５は模式的に示してあり、ゴムリボンの個々の断面形状については図示を省略している。
【００３４】
続いて、図５（ｂ）に示すように、凹溝１２の溝底部１２ａに湾曲した補強材１０を配設する。このとき、ゴムで被覆した１本又は複数本のコードＣを、溝底部１２ａに沿って湾曲させながら、凹溝１２の延在方向に沿って螺旋状に巻き付けることで、補強材１０を簡便に配設できる。また、この手法であれば、補強材１０の幅や打ち込み密度などを容易に調整できるため、図３，４のような構造を実施するうえでも有用である。
【００３５】
そして、図５（ｃ）に示すように、補強材１０を被覆するようにゴムリボンを更に巻き付けて、トレッドゴム７の仕上げ断面形状を得る。この仕上げ断面形状は、加硫前のグリーンタイヤの成形に要求される断面形状であり、図１で示した断面形状と正確に一致していなくて構わない。本実施形態では、仕上げ断面形状の主溝の形成箇所に、凹溝１２よりも浅い浅溝１３を形成している。かかる浅溝１３は、ゴムリボンの巻き付けを調整することで形成される。
【００３６】
この仕上げ断面形状を有するトレッドゴム７は、ベルト層５と共に、ビードコア１ａやカーカス層４を備える円筒状部材の外周に貼り付けられ、グリーンタイヤの成形に供される。そして、加硫成形時には、図５（ｄ）に示すように、トレッドゴム７の表面にモールド２０の突起２１を押し当てて主溝８を形成する。このとき、補強材１０は、浅溝１３に深く押し込まれた突起２１の先端部を包み込むような姿勢となり、図１，２に示すように主溝８の溝底部８ａに沿った断面Ｕ字状に配設される。
【実施例】
【００３７】
本発明の構成と効果を具体的に示すため操縦安定性能の評価を行ったので、以下に説明する。操縦安定性能の評価は、テストタイヤ（サイズ２２５／４５Ｒ１８  ９１Ｗ）を装着した実車で旋回走行などを実施し、ドライバーの官能試験によりポイント制で評価した。比較例１の結果を０とし、そこから上積みされたポイントにより評価し、数値が大きいほど操縦安定性に優れていることを示す。
【００３８】
比較例１〜４
図１に示したタイヤ構造において、主溝の内方域に補強材を埋設しないものを比較例１，２とした。但し、比較例２では、ベルト層の外周に１層のベルト補強層を積層した。また、主溝の内方域にタイヤ幅方向に沿って延びる補強材を埋設したものを比較例３とし、主溝の内方域を含むトレッド面の全域にわたって補強材を埋設したものを比較例４とした。上記のベルト補強層及び補強材は、いずれもナイロンコードを含むプライで構成した。
【００３９】
実施例１〜３
図１に示したタイヤ構造において、主溝の内方域に、その主溝の溝底部に沿って断面Ｕ字状に湾曲した補強材を埋設し、陸部の内方域では補強材を欠落させたものを実施例１とした。実施例１では、各主溝に対応した補強材の打ち込み密度を一律に１９本／インチとした。また、図４に示すように、補強材のタイヤ幅方向外側部分のコードを密に配したものを実施例２とした。実施例２では、打ち込み密度を外側部分で１８本／インチとし、内側部分で９本／インチとした。更に、図３に示すように、タイヤ幅方向外側の主溝に対応した補強材のコードを密に配したものを実施例３とした。実施例３では、打ち込み密度をタイヤ幅方向外側で３７本／インチとし、内側で１９本／インチとした。上記の補強材は、いずれもナイロンコードを含むプライで構成した。評価結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
0005393336.tif 000002
【００４１】
表１より、実施例１〜３では、比較例１〜４に比べて、操縦安定性能を改善できていることが分かる。これは、実施例１〜３においては、ピーキーな挙動を防ぎながら、補強材によって主溝の溝底部の動きを十分に規制できているためと考えられる。特に実施例２，３では、補強材のコードの粗密を調整したことにより、改善効果を向上できている。これに対し、比較例１〜３では、主溝を拘束し得る構造を有していないため、また比較例４では、コーナリング限界を超えたときに陸部の柔軟性を発揮しにくい構造であるため、操縦安定性能が比較的低い。
【符号の説明】
【００４２】
３      トレッド部
４      カーカス層
５      ベルト層
７      トレッドゴム
８      主溝
８ａ    溝底部
９      陸部
１０    補強材
１１    半製品
１２    凹溝
１３    浅溝
２０    モールド
２１    突起
Ｃ      コード
Ｔｒ    トレッド面
【図１】
0005393336.tif 000003
【図２】
0005393336.tif 000004
【図３】
0005393336.tif 000005
【図４】
0005393336.tif 000006
【図５】
0005393336.tif 000007